1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 28864
(51) C22C 14/00 (2006.01)
C22F 1/18 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2012/1614.1
(22) 29.12.2010
(45) 15.08.2014, бюл. №8
(31) 12/691,952
(32) 22.01.2010
(33) US
(85) 17.08.2012
(86) PCT/US2010/062284, 29.12.2010
(72) БРАЙАН, Дэвид Дж. (US)
(73) ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. (US)
(74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна
(56) EP 1882752 A2, 30.01.2008
EP 1302555 A1, 16.04.2003
EP 1302554 A1, 16.04.2003
EP 0287486 A1, 19.10.1988
US 2005/0257864 A1, 24.11.2005
(54) ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО
ТИТАНА
(57) Некоторые варианты воплощения способа
увеличения прочности и вязкости разрушения
титанового сплава включают пластическое
деформирование титанового сплава при
температуре в области альфа-бета-фаз до
эквивалентной пластической деформации с по
меньшей мере 25%-ым уменьшением площади.
После пластического деформирования титанового
сплава в области альфа-бета- фаз титановый сплав
не нагревают до или выше температуры бета-
перехода титанового сплава. После пластической
деформации титановый сплав подвергают
термообработке при температуре термообработки,
меньшей или равной температуре бета-перехода
минус 20°F (11,1°С).
(19)KZ(13)B(11)28864
29. 28864
29
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ увеличения прочности и вязкости
разрушения титанового сплава, включающий:
пластическое деформирование титанового
сплава при температуре в области альфа-бета-фаз
титанового сплава до эквивалентной пластической
деформации с по меньшей мере 25%-ым
уменьшением площади, причем эквивалентная
пластическая деформация с по меньшей мере
25%-ым уменьшением площади происходит в
температурном диапазоне пластической
деформации от чуть ниже температуры бета-
перехода титанового сплава до 400°F (222°C) ниже
температуры бета-перехода титанового сплава, и
при этом после пластического деформирования
титанового сплава при температуре в области альфа-
бета-фаз титановый сплав не нагревают до
температуры на уровне или выше упомянутой
температуры бета-перехода титанового сплава; и
термообработку титанового сплава, причем
термообработка титанового сплава состоит из
одностадийной термообработки при температуре
термообработки, меньшей или равной температуре
бета-перехода минус 20°F (11,1°С), в течение
времени термообработки, достаточного для
30. 28864
30
получения термообработанного сплава, причем
трещиностойкость (Klc) термообработанного сплава
связана с пределом текучести (ПТ)
термообработанного сплава согласно уравнению:
Klc ≥173-(0,9)ПТ.
2. Способ по п.1, при этом трещиностойкость
(Klc) термообработанного сплава связана с пределом
текучести (ПТ) термообработанного сплава согласно
уравнению:
217,6 - (0,9)ПТ > Klc ≥ 173 - (0,9)ПТ.
3. Способ по п. 1, при этом трещиностойкость
(Klc) термообработанного сплава связана с
пределом текучести (ПТ) термообработанного
сплава согласно уравнению:
Klc ≥ 217,6 -(0,9)ПТ.
4. Способ по п.1, при этом пластическое
деформирование титанового сплава в области
альфа-бета-фаз включает пластическое
деформирование титанового сплава до
эквивалентной пластической деформации в
диапазоне от более чем 25%-го уменьшения
площади до 99%-го уменьшения площади.
5. Способ по п.1, при этом эквивалентная
пластическая деформация с по меньшей мере
25%-ым уменьшением площади происходит в
температурном диапазоне пластической
деформации от 20°F (11,1°С) ниже температуры
бета-перехода до 400°F (222°C) ниже температуры
бета-перехода.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий
пластическое деформирование титанового сплава
при температуре на уровне или выше температуры
бета-перехода и через температуру бета-перехода
перед пластическим деформированием титанового
сплава при температуре в области альфа-бета-фаз.
7. Способ по п.6, при этом пластическое
деформирование титанового сплава при
температуре на уровне или выше температуры бета-
перехода включает пластическое деформирование
титанового сплава в температурном диапазоне от
200° F (111°С) выше температуры бета-перехода до
температуры бета-перехода.
8. Способ по п.1, дополнительно включающий
охлаждение титанового сплава до комнатной
температуры после пластического деформирования
титанового сплава и перед термообработкой
титанового сплава.
9. Способ по п.1, дополнительно включающий
охлаждение титанового сплава до температуры
термообработки после пластического
деформирования титанового сплава и перед
термообработкой титанового сплава.
10. Способ по п.1, при этом термообработка
титанового сплава включает нагревание титанового
сплава при температуре термообработки в
диапазоне от 900°F (482°C) до температуры бета-
перехода минус 20°F (11,1°C) в течение времени
термообработки в диапазоне от 0,5 часа до 24 часов.
11. Способ по п.1, при этом пластическое
деформирование титанового сплава включает по
меньшей мере один из следующих методов: ковка,
ротационная ковка, объемная штамповка,
всесторонняя ковка, периодическая прокатка,
прокатка листового материала и прессование
титанового сплава.
12. Способ по п.1, при этом эквивалентная
пластическая деформация включает действительное
уменьшение площади поперечного сечения
титанового сплава.
13. Способ по п.1, при этом пластическое
деформирование титанового сплава приводит к
действительному уменьшению площади
поперечного сечения титанового сплава на 5% или
менее.
14. Способ по п.4, при этом эквивалентная
пластическая деформация включает действительное
уменьшение площади поперечного сечения
титанового сплава.
15. Способ по п.1, при этом титановый сплав
представляет собой титановый сплав, обладающий
способностью сохранять бета-фазу при комнатной
температуре.
16. Способ по п.15, при этом титановый сплав
выбирают из бета-титанового сплава,
метастабильного бета-титанового сплава, альфа-
бета-титанового сплава и псевдо-альфа-титанового
сплава.
17. Способ по п.15, при этом титановый сплав
представляет собой сплав Ti -5Al -5V -5Mo - 3Cr.
18. Способ по п.15, при этом титановый сплав
представляет собой сплав Ti -15Мо.
19. Способ по п.1, при этом, после
термообработки титанового сплава, титановый
сплав проявляет предел прочности на растяжение в
диапазоне от 138 ksi до 179 ksi (951-1234 МПа).
20. Способ по п. 1, при этом, после термообработки
титанового сплава, титановый сплав проявляет
трещиностоикость Klc в диапазоне от 59 ksi·дюйм1/2
до
100 ksi·дюйм1/2
(64,83-109,88 МПа·м1/2
).
21. Способ по п.1, при этом, после
термообработки титанового сплава, титановый
сплав проявляет предел текучести в диапазоне от
134 ksi до 170 ksi (923-1172 МПа).
22. Способ по п.1, при этом, после
термообработки титанового сплава, титановый
сплав проявляет относительное удлинение в
диапазоне от 4,4% до 20,5%.
23. Способ по п.1, при этом, после
термообработки титанового сплава, титановый
сплав проявляет средний предел прочности на
растяжение по меньшей мере 166 ksi (1144 МПа),
средний предел текучести по меньшей мере 148 ksi
(1020 МПа), относительное удлинение по меньшей
мере 6% и трещиностойкость Klc по меньшей мере
65 ksi·дюйм1/2
(71,42 МПа·м1/2
).
24. Способ по п.1, при этом, после термической
обработки титанового сплава, титановый сплав
имеет предел прочности на растяжение по меньшей
мере 150 ksi (1034 МПа) и трещиностойкость Klc по
меньшей мере 70 kis·дюйм1/2
(76,92 МПа·м1/2
).
25. Способ термомеханической обработки
титанового сплава, включающий:
обработку титанового сплава давлением в
температурном диапазоне обработки давлением от
200°F (111°С) выше температуры бета-перехода
титанового сплава до 400°F (222°C) ниже
31. 28864
31
температуры бета-перехода титанового сплава,
причем по меньшей мере 25%-ое уменьшение
площади титанового сплава происходит в области
альфа-бета-фаз титанового сплава; и при этом
титановый сплав не нагревают выше температуры
бета-перехода после упомянутого по меньшей мере
25%-го уменьшения площади титанового сплава в
области альфа-бета-фаз титанового сплава; и
термообработку титанового сплава, причем
термообработка титанового сплава состоит из
одностадийной термообработки при температуре
термообработки в температурном диапазоне
термообработки между 900°F (482°C) и
температурой бета-перехода минус 20°F (11,1°C) в
течение времени термообработки, достаточного для
получения термообработанного сплава, имеющего
трещиностойкость (Klc), которая связана с пределом
текучести (ПТ) термообработанного сплава согласно
уравнению: Klc ≥ 173 - (0,9)ПТ.
26. Способ по п.25, при этом время
термообработки составляет в диапазоне от 0,5 часа
до 24 часов.
27. Способ по п.25, при этом обработка
титанового сплава давлением обеспечивает
эквивалентную пластическую деформацию в
диапазоне от более чем 25%-го уменьшения
площади до 99%-го уменьшения площади.
28. Способ по п.25, при этом обработка
титанового сплава давлением включает обработку
титанового сплава давлением практически
полностью в области альфа-бета-фаз.
29. Способ по п.25, при этом обработка
титанового сплава давлением включает обработку
титанового сплава давлением от температуры на
уровне или выше температуры бета-перехода, в
область альфа-бета-фаз и до конечной температуры
обработки давлением в области альфа-бета-фаз.
30. Способ по п.25, дополнительно включающий
после обработки титанового сплава давлением и
перед термообработкой титанового сплава
охлаждение титанового сплава до комнатной
температуры.
31. Способ по п.25, дополнительно включающий
после обработки титанового сплава давлением
охлаждение титанового сплава до температуры
термообработки в пределах температурного
диапазона термообработки.
32. Способ по п.25, при этом титановый сплав
представляет собой титановый сплав, обладающий
способностью сохранять бета-фазу при комнатной
температуре.
33. Способ по п.25, при этом, после
термообработки титанового сплава, титановый
сплав имеет средний предел прочности на
растяжение по меньшей мере 166 ksi (1144 МПа),
средний предел текучести по меньшей мере 148 ksi
(1020 МПа), трещиностойкость Klc по меньшей мере
65 kis·дюйм1/2
(71,42 МПа·м1/2
) и относительное
удлинение по меньшей мере 6%.
34. Способ по п.25, при этом трещиностойкость
(Klc) термообработанного сплава связана с пределом
текучести (ПТ) термообработанного сплава согласно
уравнению:
217,6 - (0,9)ПТ ≥ Klc ≥ 173 - (0,9)ПТ.
35. Способ по п.25, при этом трещиностойкость
(Klc) термообработанного сплава связана с пределом
текучести (ПТ) термообработанного сплава согласно
уравнению:
Klc ≥ 217,6 -(0,9)ПТ.
36. Способ обработки титанового сплава,
включающий:
обработку титанового сплава давлением в
области альфа-бета-фаз титанового сплава для
получения по меньшей мере 25%-го эквивалентного
уменьшения площади титанового сплава, причем
титановый сплав обладает способностью
сохранения бета-фазы при комнатной температуре,
и при этом упомянутое 25%-ое эквивалентное
уменьшение площади титанового сплава
происходит в температурном диапазоне
пластической деформации от чуть ниже
температуры бета-перехода титанового сплава до
400°F (222°C) ниже температуры бета-перехода
титанового сплава; и
термообработку титанового сплава, причем
термообработка титанового сплава состоит из
одностадийной термообработки при температуре
термообработки, не большей, чем температура бета-
перехода минус 20°F (11,1°C), в течение времени
термообработки, достаточного для получения
титанового сплава со средним пределом прочности
на растяжение по меньшей мере 150 ksi (1034 МПа)
и трещиностойкостью Klc по меньшей мере
70 kis·дюйм1/2
(76,92 МПа·м1/2
).
37. Способ по п.36, при этом время
термообработки составляет в диапазоне от 0,5 часа
до 24 часов.
38. Способ по п.1, дополнительно включающий в
себя конечную температуру пластической
деформации, причем конечной температурой
пластической деформации является температура
титанового сплава при окончании пластического
деформирования титанового сплава и перед
термообработкой титанового сплава.
39. Способ по п.38, при этом температура
термообработки меньше, чем конечная температура
пластической деформации.
40. Способ по п.38, при этом температура
термообработки больше, чем конечная температура
пластической деформации, и меньше, чем
температура бета-перехода титанового сплава.
41. Способ по п.1, при этом эквивалентная
пластическая деформация с по меньшей мере
25%-ым уменьшением площади происходит в
температурном диапазоне пластической
деформации от 18°F (10°C) ниже температуры бета-
перехода до 400°F (222°C) ниже температуры бета-
перехода.
